基于虛擬樣機技術的沖壓機械手軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、沖壓自動化生產(chǎn)線是機電產(chǎn)品研發(fā)的熱點領域，采用機器人所構成自動化生產(chǎn)單元或柔性自動化生產(chǎn)線，是進行高速、高效、高質(zhì)量的沖壓生產(chǎn)的一種有效方法，也是沖壓技術的重要發(fā)展方向之一。
　　沖壓機械手主要工作是按照預先規(guī)定的程序，完成對沖壓件的傳送與定位。本文根據(jù)沖壓的實際工藝要求，設計開發(fā)一種沖壓專用機器人，其本身具有結構簡單、緊湊和工作范圍大等特點，能滿足沖壓的工藝要求，還能節(jié)省整個沖壓自動生產(chǎn)線占用的空間。
　　基于機器人運動學

2、的基礎理論，運用D-H法建立沖壓機械手的連桿坐標系，得出各個連桿之間的連桿變換矩陣，最后求得運動學方程。解得運動學方程正解與逆解，并通過Matlab驗證解法的正確性。
　　對于大型沖壓件和工作范圍小的場合，必須預先對其進行軌跡規(guī)劃，以免在運動的過程中與周圍設備或其本身發(fā)生碰撞。論述了軌跡規(guī)劃的一般問題，闡述笛卡爾空間位置規(guī)劃的基礎理論，并通過實際沖壓工藝在笛卡爾空間規(guī)劃一條直線路徑。在虛擬樣機中建立沖壓機械手的模型，選末端參考點作

3、為點驅(qū)動，得出其在空間坐標中的位移曲線以及各個關節(jié)的位移曲線，并在關節(jié)空間中進行驗證，得出其軌跡與預先規(guī)劃的軌跡在允許的誤差范圍之內(nèi)，為軌跡的優(yōu)化提供參考數(shù)據(jù)。
　　在笛卡爾空間軌跡規(guī)劃有直觀、方便等特點，但對控制要求高，難以實現(xiàn)實時控制，但關節(jié)空間中軌跡規(guī)劃能解決以上問題。通過采用有界偏差的理論，對所規(guī)劃的直線進行二次規(guī)劃，根據(jù)不同性質(zhì)的關節(jié)采取不同的中間點算法，最后通過虛擬樣機驗證。最后在關節(jié)空間對插值點分別運用三次多項式、五